[发明专利]一种使用黏弹性阻尼器的非线性消振器

说明书

本发明公开了一种使用黏弹性阻尼器的非线性消振器，该非线性消振器利用黏弹性阻尼器实现能量耗散。该装置主要由螺栓、黏弹性阻尼层、约束钢板、质量块、非线性弹簧组成。本发明可以有效地提高非线性消振器的减振效率，适用于微振动环境，质量小，可靠性高，经久耐用。

技术领域

本发明涉及机械减振领域，特别是一种使用黏弹性阻尼器的非线性消振器。

背景技术

振动控制在诸如航天等工程领域中具有非常重要的意义。线性动力吸振器结构简单，是被动控制领域中最为常见的一种振动抑制装置。然而，线性动力吸振器最大的缺陷在于它只能在一个特定的频率附近起到振动抑制的作用，因此，无法实现宽频振动抑制，并且会对原系统的固有频率产生影响。相比于线性消振器，非线性消振器可以实现宽频减振，并且对原系统的固有频率几乎无影响。但是，非线性消振器的减振效率还有待提高。同时，在微振动环境下利用非线性消振器减振还存在困难。

发明内容

本发明提出了一种使用黏弹性阻尼器的非线性消振器，提高了现有非线性消振器的减振效率，并且可以适用于微振动环境下的减振。

为达到上述目的，本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种使用黏弹性阻尼器的非线性消振器，包括螺栓、黏弹性阻尼层、约束钢板、质量块、非线性弹簧，所述约束钢板为长方体薄板，两块约束钢板之间黏结有黏弹性阻尼层，组成黏弹性阻尼器，其中一块约束钢板的上端通过螺栓与需要减振的装置通过螺纹连接；另一块约束钢板的下端通过螺栓与质量块连接；所述非线性弹簧上端与需要减振的装置连接，下端与质量块连接。

进一步地，所述黏弹性阻尼层以乳胶或环氧树脂材料为基底，适当添加比重大的金属粉末作为填料，并添加溶剂制成；根据基底的不同，黏弹性阻尼层与约束钢板的相对厚度也不同。

进一步地，所述质量块的质量应在需要减振的装置质量的10%以内。

进一步地，所述非线性弹簧由拉紧的钢丝绳或者磁力实现。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

本发明采用黏弹性阻尼器，由于其力-位移滞回曲线近似为椭圆形，能够有效地提高非线性消振器的减振效果，通过设计，可以使得黏弹性阻尼器在特定的温度和频率下具有所需的弹性模量和损耗因子。整个装置结构简单、制造方便、成本低、经久耐用，可以适用于微振动环境下的减振，应用范围广。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、螺栓；2、黏弹性阻尼层；3、约束钢板；4、质量块；5、非线性弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例做进一步的说明。

如图1所示，一种使用黏弹性阻尼器的非线性消振器，包括螺栓1、黏弹性阻尼层2、约束钢板3、质量块4、非线性弹簧5，所述约束钢板3为长方体薄板，两块约束钢板3之间黏结有黏弹性阻尼层2，组成黏弹性阻尼器，其中一块约束钢板3的上端通过螺栓1与需要减振的装置通过螺纹连接；另一块约束钢板3的下端通过螺栓1与质量块4连接；所述非线性弹簧5上端与需要减振的装置连接，下端与质量块4连接。

所述黏弹性阻尼层2以乳胶或环氧树脂材料为基底，适当添加比重大的金属粉末作为填料，并添加溶剂制成；根据基底的不同，黏弹性阻尼层2与约束钢板3的相对厚度也不同。所述质量块4的质量应在需要减振的装置质量的10%以内。所述非线性弹簧5由拉紧的钢丝绳或者磁力实现。

本发明工作原理如下：

在本非线性消振器中，使用黏弹性阻尼器替代一般的阻尼。将非线性消振器通过螺栓1与非线性弹簧5与需要减振的装置相连接。当需要减振的装置发生振动时，非线性消振器的质量块4也发生振动，与被减振装置之间产生相对运。因此，黏弹性阻尼器的两块约束钢板3之间也将发生相对位移，从而使得黏弹性阻尼层2发生变形，黏弹性材料分子链组成网络发生压缩、错动和松弛，将能量耗散掉。由于黏弹性阻尼层2的力-位移滞回曲线近似为椭圆形，其耗能能力优于一般的阻尼装置。并且，只要有微小的振动，黏弹性阻尼层2即可立即耗能减振，因此该装置可以适用于微振动环境下的减振。同时，由于黏弹性阻尼层2的阻尼系数与温度和频率有关，因此可以通过设计，使得黏弹性阻尼器在特定的温度和频率下具有所需的弹性模量和损耗因子。